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目的:(1)建立一骨质疏松患者脊柱胸腰段(T12-L2)的三维有限元模型,模拟L1压缩性骨折,后建立L1椎体压缩性骨折的三维有限元模型及模拟经皮椎体成形术的三维有限元模型,(2)验证本实验有限元模型的有效性(3)使用三维有限元分析方法对骨折及骨水泥术后的有限元模型施以不同载荷,分别为500N、700N和1000N,三种载荷条件垂直加压、前屈、后伸、侧屈四种情况下T12椎体下终板,L2椎体上终板及L2椎体下终板术前和术后的应力变化,并探讨其与邻近椎体骨折的相关性。材料和方法:(1)选取一73岁女性骨质疏松症患者,其体重50公斤,身高152cm,BMD:62.1,T-score:-3.52,Z-Score:-0.62,X线和临床检查排除脊柱损伤、肿瘤转移、畸形等疾病,应用西门子64层螺旋CT,管电压120V,管电流200m A,扫描厚度0.6mm,间距0.8mm,对其胸腰段(T12上缘至腰2下缘)进行扫描,获取其胸腰椎段CT图片206张,利用计算机及有限元软件Mimics17,3-Matic9,Ansys17,Geomagic2013进行处理,建立其三维有限元模型,(2)在骨质疏松胸腰椎有限元模型基础上模拟L1压缩性骨折,压缩量为10%,建立骨折后的三维模型,模拟PVP手术,双侧骨水泥灌注骨水泥量约占椎体体积1/3,作为PVP术后有限元模型,(3)在Ansys软件中对L2椎体下表面及下关节突约束固定,对T12椎体上表面施加不同载荷500N,700N,1000N;运动附加矩设定为10N/m,使其产生轴向压缩、前屈、后伸、侧屈运动,比较各工况下不同载荷作用时T12椎体下终板、L2椎体上终板及L2椎体下终板在PVP术前和术后的应力变化。结果:本实验成功建立人体骨质疏松脊柱胸腰段(T12-L2)三维有限元模型,模型活动度与既往研究相似。(2)通过三维有限元分析方法提取术前术后胸12下终板,腰2上终板,腰2下终板前中后及侧方取多个节点,在不同载荷作用下,结合应力值和应力云图,发现T12下终板和L2上终板,不管是在垂直压缩,前屈,后伸,侧屈下,应力向椎体终板中部集中,术后应力均值较术前有增加,且随着载荷的增大,增加越明显(3)在500N,700N,1000N条件下,L2下终板不管在垂直压缩,前屈,侧屈,后伸状态下,术前,术后应力变化不明显。结论:本研究采用Mimics17,3-Matic9,Ansys17,Geomagic2013等软件建立的人体脊柱胸腰段(T12-L2)三维有限元模型,有效性验证说明该方法建立的模型可用于生物力学的分析研究(2)骨质疏松椎体压缩性骨折椎体成形术后伤椎的邻近终板,术后较术前应力增加,尤其椎体终板中部增加明显,随着载荷的不断增大,应力不断增加,有可能导致邻近终板骨折,尤其是中部骨折,这对于我们指导PVP术后患者康复和预防邻近椎体可能有一定的临床意义。